[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）已知元素A、B、C、D、E、F均属前四周期且原子序数依次增大, 其

Question

[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）已知元素A、B、C、D、E、F均属前四周期且原子序数依次增大, 其中A含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，C的基态原子2p轨道有2个未成对电子；C与D形成的化合物中C显正化合价；E的M层电子数是N层电子数的4倍，F除最外层原子轨道处于半充满状态，其余能层均充满电子，请回答下列问题：（1）元素A、B、C的第一电离能由小到大的是_______（用元素符号表示)。（2）F原子的外围电子排布式为_______，F的晶体中原子的堆积方式是下图中的_______(填写“甲”、“乙”或“丙”)。 （3）B与C形成的四原子阴离子的立体构型为 ，其中B原子的杂化类型是 。（4）任写一种与AB － 离子互为等电子体的离子 。（5）F(OH) 2 难溶于水，易溶于氨水，写出其溶于氨水的离子方程式 。（6）D和E形成的化合物的晶胞结构如图,其化学式为 ， 已知晶体的密度为 g·cm －3 ，阿伏加德罗常数为N A ，则晶胞边长a= cm。（用 、N A 的计算式表示)（7）A、B、C三种元素和氢元素形成的氰酸有两种结构，一种分子 内含有叁键，称为氰酸，另一种分子内不含叁键，称为异氰酸， 且两种结构中所有原子最外层均已达到稳定结构，分子中也不含环状结构。请分别写出氰酸和异氰酸的结构式：_______________、______________。

Answer 1

（1）C O N（1分） （2）3d 10 4s 1  （1分） 丙（1分） （3）平面三角形（1分），sp 2 （1分） （4）C 2 2- 或O 2 2+ （2分）  （5）Cu(OH) 2 +4NH 3 ·H 2 O = Cu(NH 3 ) 4 2+ + 2OH - + 4H 2 O[或Cu(OH) 2 +4NH 3 = Cu(NH 3 ) 4 2+ + 2OH - ]（2分）     （6）CaF 2 （2分）      （2分） （7） （1分） （1分）

试题分析：首先确定A为碳元素，C为氧元素，根据“A、B、C”序数依次增大，确定B为氮元素，又根据“C与D形成的化合物中C显正化合价”可确定D为非金属性最强的氟元素，根据“E的M层电子数是N层电子数的4倍”确定E为钙元素，最后根据“F除最外层原子轨道处于半充满状态，其余能层均充满电子”确定F为铜元素。 ⑴根据C、N、O的非金属性大小为C＜N＜O，则第一电离能大小为C＜O＜N（反常）。 ⑵根据Cu原子的基态电子排布式为[Ar]3d 10 4s 1 ，则其外围电子的排布式为3d 10 4s 1 ；金属铜的堆积方式为面心立方最密堆积（丙图）。 ⑶N与O形成的四原子阴离子为NO 3 - ，中心原子的?键数＝3，孤对电子对数＝ ，则中心原子的价电子对数为3，属于sp 2 杂化，由于无孤对电子，故其空间构型为平面三角形。 ⑷根据“增减找邻、同族互换”原则可得CN － 的等电子体离子有C 2 2- 或O 2 2+ 。 ⑸Cu(OH) 2 溶于氨水生成Cu(NH 3 ) 4 (OH) 2 （强电解质），据此可写出该反应的离子方程式。 ⑹F与Ca形成的化合物为CaF 2 ，在CaF 2 的晶胞中含有Ca：8×1/8+6×1/2=4（个），含F：8×1＝8（个）则该晶胞的密度为 ，化简得a= cm。 ⑺根据由碳、氮、氧、氢元素构成的氰酸“分子内含有叁键，所有原子最外层均已达到稳定结构，分子中也不含环状结构”可确定其结构式为 ；同理可确定异氰酸（分子内不含叁键）的结构式为 。